第3讲：受力分析整体法与隔离法的应用

1、考点一 受力分析 整体法与隔离法的应用并画出受力（1）定义：把指定物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来， 示意图的过程.（2）受力分析的一般顺序： 首先分析场力（重力、电场力、磁场力）. 其次分析接触力（弹力、摩擦力）. 最后分析其他力.2. 整体法与隔离法（1）对整体法和隔离法的理解 整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法. 隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法.（2）整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整 体法；而在分析系统内各物体 （或一个物体各部分）间的相互作用时，宜

2、用隔离法.1. 应用隔离法受力分析如图1所示，物体A置于水平地面上，力 F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A. 3 B. 4 C. 5 D. 62. 应用隔离法受力分析如图2所示，传送带沿逆时针方向匀速转动.小木块a、b用细线连接，用平行于传送带的细线拉住是（）a,两木块均处于静止状态.关于木块受力个数，正确的A . a受4个，b受5个C. a受5个，b受5个B . a受4个，b受4个D . a受5个，b受4个3. 应用整体法与隔离法受力分析（多选）如图3所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上，关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是（）A

3、 . A一定受到四个力B . B可能受到四个力C. B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D . A与B之间一定有摩擦力4. 整体法与隔离法的应用（2013山东15）如图4所示，用完全相同的轻弹簧 A、B、C将两 个相同的小球连接并悬挂， 小球处于静止状态， 弹簧A与竖直方向的夹角为 30°弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为A. ,3 : 4 B. 4 :3 C. 1 : 2 D. 2 : 1考点二平衡条件的应用考点逐项排查1. 平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态.2共点力的平衡条件Fx= 0F合=0或者y= 03. 平衡条件的推论（1） 二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处

4、于平衡状态，这两个力必定大小相等，方 向相反.（2）三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形. （3）多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个 力的合力大小相等，方向相反.4. 应用平衡条件解题的步骤（1）选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体（单个物体或系统，也可以是结点 ）作为研究对象.（2）画受力示意图：对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析，画出受力示意图.建立坐标系：选取合适的方向建立直角坐标系.（4）列方程求解：根据平衡条件列出平衡方

5、程，解平衡方程，对结果进行讨论.5. 合成法的应用在如图所示的 A、B、C、D四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮 的轴0安装在一根轻木杆 P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面都挂- 个质量为m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图A、C、D中杆P与竖直方向的夹角均为图B中杆P在竖直方向上，假设 A、B、C、D四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 Fa、Fb、Fc、Fd，则以下判断中正确的是B . Fd>Fa = Fb> F(2015C. Fa= Fc = Fd> Fb( )D . Fc> Fa = Fb> F6.正交分解法的应用山东16）如图5所

6、示，滑块A置于水平地面上，滑块 B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑.已知 A与B间的动摩擦因数为A与地面间的动摩擦因数为 应，最大静摩擦力等于滑动摩擦力. A与B的质量之比为（-U 1图5A.丄B.上皿M MM M1 + MC.Ml M7.函数解析法的应用（2014新课标I 17）如图6所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架 子上，系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速，加速度从0开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内），与稳定在竖直位置时相比，小球的高度 （）图6A 一定升高C.保持不变考点三P

7、八、B .一定降低D .升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定三力动态平衡问题的处理技巧|考点逐项排查基础层1. 动态平衡问题指通过控制某些物理量， 使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体始终处于一系列的平衡状态.2. 解决动态平衡问题的关键抓住不变量，确定自变量依据不变量与自变量的关系来确定其他量的变化规律.3. 常用的分析方法(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程出因变量与自变量的 一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定因变量的变化情况.(2)图解法：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量(一般为某一角度)的变化，在同一图中作

8、出物体在若干状态下力的平行四边形或三角形，如力的 平行四边形或三角形的边的长度变化及角度变化确定某些力的大小及方向的变化情况.思维深化应用图解法分析三力动态平衡问题时，三个力分别有什么特点？答案 图解法分析力的动态变化， 具有直观、便于比较的特点，它一般适用于研究对象受三个力作用情况，且其中一个力大小、方向不变，另一个力方向不变，第三个力大小、方向均 变化.题坦阶梯突破& 图解法求极值如图7所示，用一根长为I的细绳一端固定在 0点，另一端悬挂质量为 m 的小球A,为使细绳与竖直方向成 30°角且绷紧，小球 A处于静止，对小球施加的最小的力 是()B.gA. ,3mgC?mg其

9、右端有一固定放置的竖直挡板MN.在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态， 如图89图解法的应用半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,所示是这个装置的截面图. 现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前,A MN对Q的弹力逐渐减小B .地面对P的摩擦力逐渐增大C. P、Q间的弹力先减小后增大D. Q所受的合力逐渐增大10.解析法和图解法的应用如图9,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为Fni，球对木板的压力大小为FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木 板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦，在此过程中图9A . Fni始

10、终减小，Fn2始终增大B . Fni始终减小，Fn2始终减小C. Fni先增大后减小，Fn2始终减小D . FN1先增大后减小，F N2先减小后增大考点四平衡中的临界与极值问题考点逐项排查基础层1. 极值问题：定义：平衡物体的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题.(2)解题方法：解决这类问题的常用方法是解析法，即根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值.另外，图解法也是常用的一种方法，即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分 析，确定最大值或最小值.2. 临界问题：(1) 定义：由某种物理现象变化为另

11、一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态 时，发生转折的状态叫临界状态， 解题的关键是确定“恰好出现”或“恰好不出现”的条件.(2) 解题方法：解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后根据 平衡条件及有关知识进行论证、求解.题组阶梯突破11.临界问题倾角为0= 37 °勺斜面体与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A,物体A与斜面间的动摩擦因数尸0.5.现给A施加一水平力F，如图10所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin 37°= 0.6, cos 37° = 0.8)，如果物体 A能在斜面上静止，水平推力与G的比值不可能是(

12、)12.临界问题如图A. 3 B. 2 C. 1 D. 0.5 11所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧，紧贴 弹簧放一质量为 m的滑块，此时弹簧处于自然长度.已知滑块与板间的动摩擦因数为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为0最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角0的变化关系可能是图中的()图1113.极值问题质量为M的木楔倾角为0,在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑如果用与木楔斜面成a角的力F拉着木块匀速上升，如图12所示（已知木楔在整个过程中始终静止 ）.（1）当a= 0时，拉力F有最小值，求此

13、最小值；（2）求在（1）的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少?1. （2013新课标n 15）如图13,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2> 0）.由此可求出（A .物块的质量B .斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D .物块对斜面的正压力2. （2014山东14）如图14,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一 简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，Fi表示木板所受合力的大小,A . Fi不变，F2变大C. Fi变大

14、，F2变大B . Fi不变,F2变小D . Fi变小,F2变小F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（）3. （20i3天津5）如图i5所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点现用水平力 F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力Fn以及绳对小球的拉力 Ft的变化情况是（）A . Fn保持不变，Ft不断增大B . Fn不断增大，Ft不断减小C. Fn保持不变,D . Fn不断增大,Ft先增大后减小F t先减小后增大4重为G的木块与水平地面间的动摩擦因数为卩，一人欲用最小的作用力F使木块做匀速运动，则此

15、最小作用力的大小和方向应如何？练出高分1如图1所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过程中A. 3 B. 4 C. 5 D. 62如图2所示，在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为 M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则（）A 环只受三个力作用B 环一定受四个力作用C.物体做匀加速运动D 悬绳对物体的拉力小于物体的重力3如图3所示，放置在斜劈上的物块受到平行于斜面向上的力F的作用，整个装置保持静止现在使力F增大，但整个装置仍保持静止，则下列说法正确的是（）A 物块对斜劈的压力可能增大B 物

16、块受到的合外力可能增大C.地面对斜劈的摩擦力可能减小D 斜劈对物块的摩擦力可能减小4. 如图4所示，质量均为1 kg的小球a、b在轻弹簧A、B及外力F的作用下处于平衡状 态，其中A、B两个弹簧的劲度系数均为5 N/cm , B弹簧上端与天花板固定连接，轴线与竖直方向的夹角为 60° A弹簧竖直，g取10 m/ s2，则以下说法正确的是（）/iA . A弹簧的伸长量为 3 cmB .外力 F = 10.3 NC. B弹簧的伸长量为 4 cmD .突然撤去外力F瞬间，b球加速度为05. 如图5所示，水平固定且倾角为 30。的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质

17、弹簧连接，现对B施加一水平向左的推力 F使A、B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为I，则弹簧原长和推力 F的大小分别为（mg2k，mg2k，233 mg2 3mg图5mg 2衍 B . 1 - 2k，3 mgD . I-m, 2 .3mg6 .如图6所示，倾角为0= 30 °勺斜面体放在水平地面上， 一个重为G的球在水平力F的作 用下，静止于光滑斜面上， 此时水平力的大小为 F;若将力F从水平方向逆时针转过某一角 度a后，仍保持F的大小不变，且小球和斜面体依然保持静止，此时水平地面对斜面体的摩擦力为Ff,那么F和Ff的大小分别是（）Ff=L图6B . F = "23G , F

18、f=G並 並D. F = 3G，Ff= 6G轻杆A端用铰链固定，G,现将绳的一端拴在杆以下分析正确的是（）图7A .绳子越来越容易断B .绳子越来越不容易断C. AB杆越来越容易断D . AB杆越来越不容易断7.如图7所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定， 滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计）,轻杆B端吊一重物 的B端，用拉力F将B端缓慢上拉（均未断），在AB杆达到竖直前,& （多选）如图8所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为 30。的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的30° 则（）A 弹簧一定处于压缩状态B .滑块可能受到三个力作用C.斜面对滑块的支持力不能为0D .斜面对滑块的摩擦力的大小等于mgm的小0= 30°轻绳与斜面平行且另9.侈选）如图9所示，质量为M的斜面体A置于粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为 球B置于斜面上，整个系统处于静止状态已知斜面倾角端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，则A .斜面体对小球的作用力的大小为B .轻绳对小球的作用力的大小为12mgC.斜面体对水平面的压力的大小为（M + m）gD .斜面体与水平面间的摩擦力的大小为严mg10.侈选）如图10所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面 MN